IT8922124A1 - Dispositivo autoregolante programmabile per il tensionamento di fili durante la bobinatura - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo autoregolante programmabile per il tensionamento di fili durante la bobinatura.

Come ? noto, nelle operazioni di bobinatura di componenti elettromeccanici, quali ad esempio rel?, trasformatori, soleinoidie simili ? necessario che durante tutto il processo venga mantenuta pi? costante possibile la forza agente sul filo in avvolgimento, cio? deve essere mantenuta costante la tensione, cio? il valore in grammi della forza applicata, con cui viene mantenuto teso il filo in avvolgimento.

La tensione o grammatura varia a seconda del diametro dei vari fili ed in funzione delle caratteristiche di avvolgimento che si vogliono ottenere.

Inoltre durante il processo di avvolgimento si generano dei fenomeni transitori dovuti alle accelerazioni, alle decelerazioni delle macchina bobinatrice e ad altri fenomeni non prevedibili insiti nelle caratteristiche del filo in avvolgimento, che creano delle variazioni di tensione che devono essere necessariamente compensate.

Per mantenere costante la tensione, vengono attualmente utilizzati dei tendifili la cui funzione ? quella di riportare il valore della tensione del filo entro margini stabiliti, per evitare avvolgimenti non corretti o rotture di filo.

Attualmente, i tendifili pi? comuni sono di tipo meccanico, cio? sono costituiti da bracci compensati da molle tarabili che, in funzione della loro posizione, interagiscono con sistemi frenanti per attrito, che agiscono sul filo in avvolgimento.

Questo tipo di tendifili presenta l'inconveniente di avere una variabilit? molto elevata dei valori della taratura impostataci variare della velocit? ed inoltre essi creano un notevole limite della velocit? dello scorrimento del filo, al di l? della quale le tarature non sono pi? praticamente possibili.

Un altro inconveniente di tali tendifili ? costituito dal fatto che si generano elevati scostamenti delle grammature durante i periodi transitori di accelerazione e decelerazione della macchina,con inoltre,incostanza dei valori di taratura durante i turni di lavoro, dovuti al riscaldamento delle parti meccaniche di frenatura.

Le tarature devono poi essere eseguite con strumenti supplementari, senza avere un controllo automatico immediato dei valori di grammatura del filo durante le fasi di avvolgimento.

A quanto detto va anche aggiunto che i sistemi sopra utilizzati richiedono notevoli interventi di manutenzione, soprattutto per quanto concerne le parti meccaniche di frenatura.

Per cercare di ovviare a questi inconvenienti sono gi? stati introdotti dei sistemi frenanti di tipo elettromagnetico che in pratica risultano costituiti da un braccio meccanico associato ad un trasduttore elettronico per il rilevamento della grammatura di frenatura del filo, che, pur realizzando un sistema teoricamente corretto, non risulta attualmente in grado di risultare sufficientemente preciso.

Il compito che si propone il trovato ? appunto quello di risolvere i problemi sopra esposti realizzando un dispositivo autoregolante programmabile per il tensionamento di fili durante la bobinatura, che consenta di avere un continuo controllo in tempo reale dei valori di grammatura, potendo cosi di volta in volta istantaneamente procedere alla relativa regolazione, ottenendo cos? dei valori di tensione sempre costanti e precisi .

Nell'ambito del compito sopra esposto, uno scopo particolare del trovato ? quello di realizzare un dispositivo automatico in cui vengano eliminati tutti gli elementi che realizzano un attrito meccanico per strisciamento, ottenendo, oltre ad una maggior precisione di funzionamento, una drastica riduzione delle operazioni di manutenzione.

Ancora uno scopo del presente trovato ? quello di realizzare un dispositivo autoregolante che dia la possibilit? di regolare con continuit? i valori di grammatura impostati, in funzione delle necessit? contingenti di bobinatura, e che, inoltre, offra una notevole ripetitibilit? dei risultati, anche in tempi diversi e su macchine diverse.

Non ultimo scopo del presente trovato ? quello di realizzare un dispositivo autoregolante che risulti facilmente ottenibile partendo da elementi e materiali di comune reperibilit? in commercio, e che, inoltre sia competitivo da un punto di vista puramente economico.

Il compito sopra esposto, nonch? gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un dispositivo autoregolante programmabile per il tensionamento di fili durante la bobinatura, secondo il trovato, caratterizzato dal fatto di comprendere, nel senso di scorrimento del filo da bobinare, un dispositivo di prefrenatura per il pretensionamento del filo avvolgentesi su una puleggia freno a valle della quale ? posto un rullo di rinv?o supportato da un braccio compensatore, il filo, all'uscita da detto rull? di rinvio, impegnandosi con un gruppo rilevatore della tensione del filo pilotante detta puleggia freno .

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva di un dispositivo autoregolante programmabile per il tensionamento di fili durante la bobinatura, illustrato a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni in cui:

la figura 1 rappresenta il dispositivo,schematicamente in vista prospettica;

la figura 2 rappresenta il dispositivo visto frontalmente; la figura 3 rappresenta il dispositivo in alzato laterale e parzialmente in sezione.

Con riferimento alle citate figure, il dispositivo autoregolante programmabile, secondo il trovato, che,ad esempio, pu? essere associato ad una macchina bobinatrice, ma che potrebbe essere connesso ad altre apparecchiature, presenta un involucro scatolare di contenimento, indicato globalmente con il numero di riferimento 1.

Nel senso di scorrimento del filo 2 da bobinare il dispositivo secondo il trovato, presenta un elemento di prefrenatura 3 associato alla parte inferiore del corpo 1, che ha la funzione di creare una forza sufficiente a stringere il cappio di filo attorno ad una puleggia freno indicata con 4 e girevolmente supportata dall'involucro 1 e connessa ad un freno rotante 5 ad isteresi elettromagnetica a coppia costante; il filo viene avvolto sulla puleggia freno 4 per un angolo di 360? o eventualmente per un angolo maggiore.

All'uscita dalla puleggia freno 4 il filo 2 si avvolge su di un rullo di rinvio 7 ad asse perpendicolare rispetto all'asse della puleggia 4 e supportato da un braccio compensatore 10, che verr? meglio descritto in seguito.

All'uscita dal rullo di rinvio 7 il filo 2 si impegna con un gruppo 11 rilevatore della tensione del filo che risulta costituito da un rullo di riscontro di entrata 12 e da un rullo di riscontro di uscita 13 ad assi tra loro paralleli e distanziati, tra i quali risulta previsto un rullo tastatore 14, girevolmente supportato da un supporto 15 che agisce su di una cella di carico,indicata globalmente con 16,che ha la funzione di rilevare con continuit? la tensione sul filo 2.

La cella di carico risulta connessa ad un gruppo di comando, genericamente indicato con 20 e, vantaggiosamente di tipo elettronico, sul quale sono impostabili i valori di frenatura del freno ad isteresi. Il gruppo di comando gestisce i segnali provenienti dalla cella di carieoi cosi da modulare la frenata del freno, in accordo con il verificarsi dei fenomeni transitori.

Il gruppo di comando assicura quindi un perfetto controllo tra i segnali generati dalla cella di carico,che esegue le misure della grammatura effettiva del filo, ed il pilotaggio del freno predisposto a dare la grammatura richiesta sia in condizioni dinamiche, cio? durante il processo di bobinatura, che in condizioni statiche, cio? la grammatura residua minima garantita al fine del processo di bobinatura.

Il braccio compensatore ? anch'esso operativamente associato al gruppo di comando ed ha la funzione di mantenere il filo teso a macchina bobinatrice ferma, oppure a tendere o detendere il filo in funzione delle esigenze.

Vantaggiosamente il braccio compensatore,che ? stato in precedenza indicato globalmente con il numero di riferimento 10,presenta un'asta 51 che supporta il citato rullo di rinvio 7 e che ? connesso ad un mozzo 52 sul quale eccentricamente ? articolato un pistoncino tastatore 53 che interagisce con un gruppo elastico di taratura,globalmente indicato con il numero di riferimento 54.

Il gruppo elastico di taratura presenta un corpo di contenimento 55 con cavit? 56 in cui ? scorrevole un pistoncino di contrasto 57 su cui agisce il pistoncino 53.

Sul pistoncino di contrasto 57 agisce una molla di spinta 58 allpg giata nella cavit? 56 e tarabile mediante un cursore 60 impegnantesi attorno ad un perno filettato 61,girevole per creare la traslazione del cursore 60.

La rotazione del perno filettato 61 ? ottenuta tramite un motore elettrico 65 connesso con una cinghia dentata 66 ad un pignoncino 67 calettato sul perno filettato 61, in modo tale da creare la rotazione del perno e la conseguente traslazione del cursore 60 per impostare la taratura elastica della molla 58.

E* inoltre prevista una seconda molla 70 che ? operativamente disposta in serie rispetto alla prima molla 58 e che viene utilizzata per valore di taratura maggiore.

Al mozzo 52 ? poi connesso un encoder 80 che rileva costantemente la posizione del braccio compensatore, consentendo quindi un suo preciso controllo.

Il braccio compensatore, cos? come descritto, presenta il vantaggio di poter essere regolato automaticamente, variando l'impostazione dei valori di taratura, anche durante le fasi di svolgimento del filo per la bobinatura.

Nel pratico funzionamento si ha che,durante le fasi di bobinatura, il filo, preteso dal dispositivo di prefrenatura 3 si avvolge sulla puleggia freno 4 e, dopo essere passato sul rullo di rinvio 7,si impegna con il gruppo di rilevatore della tensione che,controllando con continuit? l'effettiva tensione sul filo all'uscita del dispositivo,consente di pilotare la puleggia freno in modo tale di avere, anche durante gli istanti transitori sempre la medesima tensione sul filo,indipendentemente dalla velocit? di funzionamento della macchina, nonch? da eventuali irregolarit? del filo.

Come gi? in precedenza accennato il braccio ccnpensatareha in pratica la funzione accessoria di tenere il filo teso a macchina ferma, per impedire che esso si disimpegni dalla puleggia .freno e, inoltre ha la funzione di creare ulteriori variazioni nel caso in cui si debba ricorrere ad un ulteriore tensionamento o a un detenaionamento del filo durante le fasi di avvolgimento.

Da quanto sopra descritto si vede quindi come il trovato raggiunga gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che l?aver utilizzato un freno ad isteresi elettromagnetica^che ? pilotato v.

direttamente da un gruppo che rileva la tensione del filo in uscita,consen te, in primo luogo,di avere sempre una regolazione estremamente precisa della tensione, e^in secondo luogo, di non essere soggetto ad usure e a manutenzione.

Il trovato cosi concepito ? suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica, i materiali impiegati nonch? le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo autoregolante programmabile per il tensionamento di fili durante la bobinatura, caratterizzato dal fatto di comprendere, nel senso di scorrimento del filo da bobinare, un dispositivo di prefrenatura per il tensionamento del filo avvolgentesi su una puleggia freno a valle della quale ? posto un rullo di rinvio supportato da un braccio compensatore, il filo, all'uscita da detto rullo di rinvio, impegnandosi con un gruppo rilevatore della tensione del filo pilotante detta puleggia a freno.
2. 2. Dispositivo, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta puleggia freno ? associata ad un freno rotante ad isteresi elettromagnetica a coppia costante.
3. 3. Dispositivo, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto gruppo rilevatore della tensione del filo presenta un rullo di riscontro di entrata e un rullo di riscontro di uscita tra loro paralleli e distanziati, tra detti rulli di riscontro agendo un rullo tastatore supportato da un supporto connesso con una cella di carico connessa ad un gruppo di comando pilotante detta puleggia freno.
4. 4. Dispositivo, secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi per l'impostazione dei valori di tensione del filo richiesti, associati a detto gruppo di comando.
5. 5. Dispositivo, secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto braccio compensatore comprende un'asta supportan te detto rullo di rinvio e fuoriuscente da un mozzo eccentricamente al quale ? articolato un pistoncino tastatore agente per contatto su di ungruppo elastico di taratura.
6. 6. Dispositivo, secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto gruppoelastico di taratura comprende un corpo definente una cavit? al cui interno ? scorrevole un pistonico di riscontro con cui si impegna per contatto detto pistoncino tastatore , su detto pistoncino di riscontro agendo una prima molla associata, all'altra estremit?, ad un cursore traslabile per l'azione di un perno filettato girevole per l'azione di un motore elettrico operativamente interconnesso a detto gruppo di comando.
7. 7. Dispositivo, secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una seconda molla posizionata coassia le a detta prima molla in detto gruppo di taratura elastica ed agente in serie a detta prima molla.
8. 8. Dispositivo autoregolante programmabile per il tensionamento di fili durante la bobinatura, caratterizzato dal fatto di comprendere una o pi? delle caratteristiche descritte e/o illustrate.